Como otros núcleos del prosencéfalo basal, el septum es una región altamente interconectada con otras áreas más o menos distantes, de manera que actúa como integrador de información ascendente y descendente, responsable de numerosos procesos cognitivos, de control homeostático y del comportamiento del individuo.
En concreto, las neuronas septohipocámpicas reciben aferencias tanto de neuronas de circuito local, situadas en el núcleo medial del septum y en la banda diagonal de Broca, como de neuronas de proyección situadas en otras regiones.
Circuitos locales
Las neuronas glutamatérgicas de circuito local, situadas en la región medial del septum, contactan con el soma y dendritas de neuronas septohipocámpicas tanto colinérgicas como GABAérgicas, activándolas de manera tónica (Hajszan et al., 2004). Las neuronas colinérgicas septohipocámpicas, por su parte, también emiten fibras colaterales que activan a las neuronas GABAérgicas septohipocámpicas (Alreja, 1996; Alreja et al., 2000). La activación del componente GABAérgico septohipocámpico a través de estos circuitos locales es clave para la generación del ritmo theta hipocámpico dependiente de septum medial, como se describe más adelante (véase el apartado 1.4, Función de la conexión septohipocámpica).
Aferencias externas
Las principales aferencias externas del sistema septohipocámpico son las siguientes:
1. Septum lateral
La existencia de una conexión septal lateromedial es materia de debate desde hace años. Hay estudios que muestran que determinadas neuronas GABAérgicas del septum lateral contactan con otras neuronas GABAérgicas situadas en el septum medial y banda diagonal de Broca, entre ellas las neuronas septohipocámpicas (Risold and Swanson, 1997). La activación de estas células GABAérgicas de septum lateral tendría un efecto inhibidor sobre las neuronas GABAérgicas septohipocámpicas y formaría parte del bucle septo-hipocampo-septal (véase el siguiente apartado). Sin embargo, otros estudios de trazado de conexiones han demostrado que esta conexión lateromedial septal es escasa, o incluso ponen en duda su existencia (Staiger and Nürnberger, 1991; Leranth et al., 1992).
2. Hipocampo
La conexión recíproca hipocamposeptal constituye una de las principales aferencias del sistema septohipocámpico, y surge de células piramidales y no piramidales durante el desarrollo embrionario (Supèr and Soriano, 1994).
Por una parte, una conexión hipocamposeptal directa surge de una subpoblación de neuronas GABAérgicas localizadas en el estrato oriens de CA1 y CA3 de hipocampo y en el hilus del giro dentado (Alonso and Kohler, 1982). La subpoblación de la capa oriens expresa la proteína secuestradora de calcio Calbindina (Toth and Freund, 1992) y también el péptido Somatostatina en algunos casos (Gulyás et al., 2003). Estas neuronas GABAérgicas hipocamposeptales establecen contacto directo (i.e., monosináptico) mayoritariamente sobre las dendritas y somas de neuronas GABAérgicas septohipocámpicas (Toth et al., 1993). Esta inervación, aunque de naturaleza inhibitoria, tiene como resultado una activación rítmica de las células diana, ya que tras la inhibición inicial, tiene lugar un "efecto rebote" que causa una despolarización y la consecuente generación de un potencial de acción. Las células GABAérgicas hipocamposeptales también contactan, aunque en menor medida, con células septohipocámpicas colinérgicas, pero en este caso ejercen un efecto neto inhibidor (Manseau et al., 2008). Las neuronas hipocamposeptales son una población abundante durante el desarrollo embrionario, momento en que sirven de guía para los axones septohipocámpicos en desarrollo. En estadios posteriores, y especialmente en la etapa adulta, la población de neuronas GABAérgicas hipocamposeptales es considerablemente menor.
Por otra parte, células piramidales del hipocampo propio y del subículum establecen contactos excitadores con neuronas GABAérgicas del septum lateral (Leranth and Frotscher, 1989). Como se ha indicado en el apartado anterior, las neuronas GABAérgicas del septum lateral podrían inhibir a neuronas GABAérgicas del septum medial. De esta manera, una mayor actividad de las neuronas piramidales de hipocampo causaría la inhibición de la conexión GABAérgica septohipocámpica para modular a la baja la señal ejercida desde el septum medial hacia el hipocampo.
Estas conexiones directas e indirectas desde el hipocampo hacia el septum medial completan el bucle septo-hipocampo-septal que garantiza el intercambio de información entre ambas estructuras para asegurar que el sistema funciona dentro de unos niveles y patrones de actividad fisiológicos.
3. Hipotálamo
El área hipotalámica lateral emite axones hipocretinérgicos que activan, mediante receptores Hcrt-R2, a una población de neuronas septales GABAérgicas que proyectan a hipocampo (Wu et al., 2002). Estos axones hipotalámicos también son capaces de activar a las células colinérgicas septohipocámpicas, que emiten a su vez colaterales hacia las neuronas GABAérgicas septales. Este aumento del tono en septum causado por la activación directa e indirecta desde el hipotálamo es importante para la generación de oscilaciones theta hipocámpicas y otros procesos de alerta y vigilia.
4. Tronco encefálico
Las aferencias septales desde el tronco encefálico incluyen axones serotoninérgicos provenientes del núcleo medial del rafe que contactan con el compartimiento somatodendrítico de las neuronas GABAérgicas septohipocámpicas. Esta inervación es excitadora y mediada por receptores 5-HT2A (Alreja, 1996). Se ha descrito que el núcleo medial del rafe también inerva algunas interneuronas de hipocampo, en este caso inhibiéndolas. Así, el núcleo medial del rafe ejerce un efecto excitador sobre la actividad global de hipocampo de manera directa pero también indirectamente, a través del septum medial (Leranth and Vertes, 1999).
5. Otras aferencias
El septum medial recibe aferencias, en mayor o menor medida y de manera directa o indirecta (a través de la conexión desde el septum lateral), de otras regiones tales como la corteza entorrinal (Leranth et al., 1999), la amígdala y el área tegmental ventral (Gaykema and Zaborszky, 1996). Estas aferencias colaboran en la integración de información entre áreas subcorticales y corticales llevada a cabo en el septum, tanto para procesos relacionados con funciones cognitivas como para la integración del estado homeostático y emocional del individuo.